淺析換填墊層地基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

聶 方

（國網(wǎng)四川省滎經(jīng)縣供電有限責(zé)任公司 四川 雅安 625000）

淺析換填墊層地基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

聶 方

（國網(wǎng)四川省滎經(jīng)縣供電有限責(zé)任公司 四川 雅安 625000）

換填墊層就是將基礎(chǔ)底下一定范圍內(nèi)不符合建筑地基承載力要求的松散土、軟土挖去換填質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高的材料經(jīng)夯壓密實(shí)處理。此法可提高持力層承載力、減少沉降、有效消除地基土的濕陷性和膨脹性以達(dá)到符合要求的人工地基。本文著重從砂石墊層施工來探討質(zhì)量控制要點(diǎn)。

換填法；砂石墊層；工藝和質(zhì)量

前言：換填墊層是處理淺層軟弱地基工程中極為常見的方法，它依靠將軟弱地基中一定深度的軟土層挖除，然后分層換填上砂（砂石）、礫砂、碎卵石、礦渣（粉煤灰）、高爐干渣、灰土等強(qiáng)度較大的材料，并配合以重錘夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)等方法、工藝，從而提高地基的整體承載能力。換天墊層施工工藝較為簡單，尤其在淺層地基處理工程中被廣泛采用，而具體的換填材料也有多種，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇不同的材料。

1 ．砂石墊層的作用

1.1 砂石墊層在地基處理中的作用

增強(qiáng)淺層地基的承載力。地基中的剪切破壞作用通常是從基礎(chǔ)底面下的邊角位置開始的，并且隨著基底壓力的增加會(huì)逐漸向縱深方向發(fā)展；減少基礎(chǔ)的沉降量。通?；A(chǔ)中淺表層的后期沉降量在基礎(chǔ)整體沉降量中的比例是比較大的。而且理論上土體側(cè)向變形所導(dǎo)致的沉降，同樣也是淺表層比例較大；加速地基的排水固結(jié)，砂石墊層透水性較大，在地基的壓力作用下能形成良好的排水面，能使下層孔隙水壓力很快消散，避免對(duì)地基土造成塑性破壞了，而且還能加快砂石墊層以下軟土層的固結(jié)，提高軟土層強(qiáng)度緩沖的作用；建筑工程中如地基為膨脹土?xí)r，采用砂石墊層可以消除地基中的脹縮作用，通過砂石墊層的調(diào)節(jié)，對(duì)地基變形起到緩沖作用。

1.2 適用范圍

換填砂石墊層施工是指以砂或砂礫石（碎石）混合物為原材料的基礎(chǔ)換填土施工。主要應(yīng)用于：一般性的飽和、非飽和軟弱土或水下黃土地基工程；中小型建筑工程的浜、塘、溝等的局部地基處理；房建施工中，深度在3m以內(nèi)的軟弱、透水性強(qiáng)的黏性土層地基。砂石墊層不適宜在以下工程中使用：地下水位較高且地下水流量大、水流速度較快的地基工程；加固濕陷性黃土地基和滲透系數(shù)小的黏性土地基工程中；大面積堆載、密集基礎(chǔ)和動(dòng)力基礎(chǔ)的軟土地基處理中。對(duì)需換填的軟弱土層,首先根據(jù)墊層的承載力確定基礎(chǔ)的寬度和基底壓力,再根椐需置換軟弱土的深度和墊層下臥層的承載力,設(shè)墊層的厚度。墊層的厚度一般宜控制在3m以內(nèi)(灰土 1～4m)較為經(jīng)濟(jì)合理,太厚(＞3m)施工較困難,太薄(＜0.5m)則換填墊層的作用不顯著。各種材料的墊層都可以近 似地按砂墊層的計(jì)算方法計(jì)算墊層的厚度。

2.砂石墊層施工技術(shù)與質(zhì)量控制

（1）建筑工程中墊層施工常選 用的 有 碎石、角礫、卵石等，材料要求級(jí)配良好，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。在采用粉細(xì)砂或石粉時(shí)，應(yīng)摻入不少于總重量30%的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不能超過50mm。砂石墊層的材料在整體上要求具備良好的振實(shí)加密性能。砂材料要選擇質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂或粗砂。石子和細(xì)砂或粉砂要均勻混合。另外，為防止施工中的含粉塵量過多，在施工前要先對(duì)材料進(jìn)行沖洗干凈，然后再和粗砂混合攪拌均勻使用。砂中的有機(jī)質(zhì)含量不應(yīng)超過5%。采用砂石材料，要盡量采用自然級(jí)配的砂礫石（或卵石、碎石）混合物。

（2）在進(jìn)行砂石墊層施工時(shí)要注意控制含水量，砂土的含水量低了，施工中常常達(dá)不到理想的碾壓效果；但是含水量過大效果同樣不好，以潤濕到飽和狀態(tài)時(shí)效果最好。有時(shí)施工中常遇到地下水浸泡，這時(shí)就應(yīng)先攤鋪一層碎石或毛石。當(dāng)施工中地下水位較高或在飽和的軟弱地基上攤鋪墊層時(shí)，應(yīng)該采取措施加強(qiáng)基坑內(nèi)的排水及外圍的擋水、降水，以防止砂墊層被地下水浸泡而出現(xiàn)流失的現(xiàn)象，保障基坑邊坡的穩(wěn)定性。工程實(shí)踐中常以地下水位降低至基坑底500mm為適宜。

3.施工中質(zhì)量控制事項(xiàng)

（1）在地基施工中開挖基坑鋪設(shè)砂墊層時(shí),必須避免擾動(dòng)軟弱土層表面,且在基坑開挖后應(yīng)及時(shí)回填,不應(yīng)暴露過久或浸水,并防止踏踐坑底。施工時(shí)砂石墊層底面應(yīng)鋪設(shè)在同一標(biāo)高上,如深度不同,基坑底面應(yīng)挖成踏步或斜坡塔接,施工應(yīng)按先深后淺的順序進(jìn)行。在基坑內(nèi)分層鋪設(shè)砂石,然后逐層夯壓密實(shí)。下層的密實(shí)度經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可進(jìn)行上層的施工。如本人參加過的滎經(jīng)220kV變電站基礎(chǔ)施工工程，采用砂石墊層換土法進(jìn)行施工時(shí)，置換土層比較軟弱，基坑開挖較深，施工持續(xù)時(shí)間長，容易造成邊坡的坍塌。所以必須對(duì)開挖基坑的邊坡做好維護(hù)和采取必要的防坍塌措施。在進(jìn)行砂石墊層施工的過程中，應(yīng)隨時(shí)注意檢查基坑邊坡的穩(wěn)定性，并防止土塊滾落混入砂石墊層中。該變電站基坑開挖時(shí)，保留了坑底200mm厚土層不挖，待砂石鋪填前再挖。

（2）在砂石墊層回填施工時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求分層鋪筑、分層壓實(shí)工藝進(jìn)行。在施工中，先于墊層最下面一層鋪設(shè)150mm厚的松砂作為倒濾層，用木夯仔細(xì)夯實(shí)，然后按照每層200mm分層鋪筑，分層時(shí)應(yīng)保證面層上的平整；各層面上使用10t壓路機(jī)往復(fù)碾壓，每層需壓實(shí)4遍以上，碾壓時(shí)適當(dāng)灑水潤濕砂石，使其施工含水量保持在8～12%，同時(shí)做好基坑內(nèi)的排水工作，特別是要將砂石墊層表面上出現(xiàn)的積水及時(shí)排除。每鋪筑和壓實(shí)好一層后，需現(xiàn)場取樣進(jìn)行密實(shí)度檢測，滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行上一層施工；最后一層砂石壓實(shí)完成后，應(yīng)對(duì)砂石墊層的表面進(jìn)行拉線找平，并要符合設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高。施工中發(fā)現(xiàn)墊層中有砂窩和石子成堆的現(xiàn)象，應(yīng)要求施工單位將該處砂或石子挖出，分別換填級(jí)配良好的砂石。采用人工級(jí)配的砂石施工墊層時(shí),砂石要拌和均勻后,再行鋪填夯壓密實(shí)。碎石墊層材料一般采用5～40mm的自然級(jí)配碎石,含泥量要不大于5%。對(duì)于碎石及卵石應(yīng)充分澆水濕透后夯壓;對(duì)有排水要求的砂石墊層含泥量不能大于3%。

(3)在進(jìn)行砂石墊層施工前要先將基坑底部浮土清理干凈，保證槽底的平整干凈，誤差控制在20mm以內(nèi)。分層攤鋪砂墊層的厚度控制在（150～200）mm，不得超鋪。如采用碎石墊層施工，要注意在基坑底鋪一層砂墊層，以防止坑底土層結(jié)構(gòu)（特別是膨脹土層結(jié)構(gòu)）被破壞，產(chǎn)生基礎(chǔ)附加沉降。

(4) 墊層材料如選用砂石墊層，砂石比例為 3：7左右，且宜采用中砂，砂中不應(yīng)有大的鵝卵石或碎石，石子最大粒徑不得大50mm，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。如果地下水位較高，基槽開挖后已出現(xiàn)地下水或滯留水層，為了便于施工，在砂墊層下加鋪砌毛石一層，再夯填砂石墊層，以保證砂石墊層夯鋪密實(shí)，使墊層不處在地下水位以下。對(duì)濕陷性黃土或膨脹土地基，不能用中砂、粗砂、礫砂、碎（卵）石等透水性材料作換填材料。

(5) 在同一棟建筑物下,應(yīng)盡量保持墊層厚度相同;對(duì)于厚 度不同的墊層,應(yīng)防止墊層厚度突變;在墊層較深部位施工時(shí),應(yīng)注意控制該部位的壓實(shí)系數(shù),以防止或減少由于地基處理厚度不同所引起的差異變形。

(6) 對(duì)地基持力層中存在的軟硬不均點(diǎn),要根據(jù)對(duì)持力層的 穩(wěn)定性及建筑物安全的影確定處理方法。對(duì)不均點(diǎn)范圍小,埋藏很深,四周土層穩(wěn)定,地基壓縮沒有影響時(shí),對(duì)該不均點(diǎn)可不作處理。否則,應(yīng)予挖除,并根據(jù)與周圍土質(zhì)及密實(shí)度均勻一致的原則,分層回填,夯壓密實(shí),以防地基持力層的不均勻變形對(duì)上部建筑物造成破壞。

結(jié)束語：

砂墊層換填法適用于處理3m以內(nèi)的軟弱地基、透水性強(qiáng)的粘性土地基工程，它不僅工藝方便、簡單，而且成本相對(duì)較低，有著不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。但在實(shí)際的施工過程中，還需要施工人員熟悉工藝的特點(diǎn)和施工中的技術(shù)難點(diǎn)，以便于控制好換填工程的質(zhì)量，從而更好地為工程項(xiàng)目服務(wù)。

[1]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]顧曉魯,錢洪縉,劉惠珊,汪時(shí)敏.地基與基礎(chǔ)（第三版）.中國建筑工業(yè)出版社.

TU75

B

1007-6344（2016）10-0165-01

聶方(1966-)男,工程師,主要從事水利水電工程施工管理及安全質(zhì)量監(jiān)督.